キーワード解説「パワーコンディショナー」：キーワード解説

太陽光発電パネルから最大限の電力を引き出し、電流を直流から交流に変換する機器が「パワーコンディショナー」だ。

[笹田仁，スマートジャパン]

　「パワーコンディショナー」とは、太陽光発電システムの中枢とも呼べる機器だ。その機能は大きく3つに分けられる。1つ目は環境の変化によって動作状態が変わる太陽光パネルから、最大限の電力を取り出すように制御する機能。2つ目は太陽光パネルから得た直流の電流を交流に変換する機能。3つ目は異常を検知し自動的に発電を停止させ、事故を未然に防ぐ機能だ。

　太陽光発電パネルから得られる電力（W）は、電圧（V）に電流（I）を乗算した結果となる。ただし、電圧を極端に上げて電力を最大化しようとしても太陽光発電パネルは動作しない。

　太陽光発電パネルが動作できる条件、つまり電流と電圧の組み合わせはある程度決まっている。電流を縦軸、電圧を横軸に取ってグラフにすると、左上から右上近くを通り、右下に向かう大きな弧のような曲線を描く。この曲線を「I-V曲線」と呼ぶ。太陽光発電パネルはI-V曲線上の任意の点が指す電流と電圧で動作する。

　最大の電力を得るには、I-Vカーブの内側で最も大きな矩形を描くように考える。矩形がI-Vカーブに触れる点（最大電力点）が指す電流、電圧が、最大限の電力を得られる条件となる。

　I-V曲線は日射量が変化したり、太陽光パネル上に影ができるなどの環境の変化によって軌跡が変わる。このような変化に応じて、電圧などを調整して常に最大限の電力を引き出そうとする機能を「最大電力点追従制御（Maximum Power Point Tracking：MPPT）」と呼ぶ。

　電力を得たら、直流電流を交流に変換し住宅に電力を供給する。先に述べたように太陽光パネルの稼働状況は気象条件などによって変化する。得られる電力も一定ではない、これを家庭でも利用できる安定した電力に変換するわけだ。

　パワーコンディショナーの性能を示す指標の1つとして、「変換効率」が挙げられる。変換効率は主に最大電力点追従制御機能の精度と、直流を交流に変換する際の損失の少なさで決まる。

　太陽光発電システムによる電力を売却する場合は、パワーコンディショナーが電流を送電線（電力系統）に逆流させる。このとき、太陽光発電システムのどこかに異常が発生すると、電力系統に悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、パワーコンディショナーは太陽光発電システムの異常を検知して、すぐに運転を止める機能を備えている。

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